李國(guó)會(huì)，武佳枚，趙 瑩

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250014）

太陽能作為安全可靠的清潔能源，近年來，在山東省能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮了重要作用。目前，山東省太陽能光伏發(fā)電的類型主要有：鹽光互補(bǔ)模式、漁光互補(bǔ)模式、綠光一體模式以及農(nóng)光互補(bǔ)模式等。光伏發(fā)電具有良好的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，但光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)改變了土地利用方式，對(duì)生態(tài)環(huán)境和水土保持功能產(chǎn)生了影響。

1 不同類型發(fā)電項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)

鹽光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、綠光一體以及農(nóng)光互補(bǔ)4 種不同類型的太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目均由光伏陣列區(qū)、集電線路區(qū)、升壓站區(qū)、道路區(qū)4 個(gè)部分組成。

1.1 鹽光互補(bǔ)模式

鹽光互補(bǔ)是指充分利用臨時(shí)分流區(qū)鹵庫(kù)灘涂，在不改變?cè)宣u庫(kù)制鹽、鹵蟲養(yǎng)殖等功能的基礎(chǔ)上，架設(shè)太陽能光伏板，實(shí)現(xiàn)“池中制鹽、池上發(fā)電”的模式。

鹽光互補(bǔ)光伏陣列雖然占地面積一般比較大，但布設(shè)在鹽場(chǎng)蒸發(fā)池內(nèi)，基礎(chǔ)施工在水面以下進(jìn)行，不會(huì)造成地表擾動(dòng)，基本不產(chǎn)生水土流失。集電線路區(qū)呈線型分布，占地面積比較分散，占地類型主要為鹽堿灘涂地，塔基和電纜溝的基礎(chǔ)挖填以及鐵塔組裝架線等施工擾動(dòng)，是該區(qū)域產(chǎn)生水土流失的主要因素。升壓站雖然占地面積不大，但建設(shè)內(nèi)容比較多，土石方挖填量大，擾動(dòng)地表頻繁，且鹽光互補(bǔ)模式中升壓站一般建在鹽堿灘涂地，土壤鹽漬化嚴(yán)重，植被稀少，生態(tài)比較脆弱，是產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)區(qū)域，也是治理的重點(diǎn)區(qū)域。道路區(qū)一般利用鹽田已建成的網(wǎng)格狀道路，拓寬后即可滿足消防及運(yùn)營(yíng)檢修的要求，一般不涉及大量的土方開挖，但施工過程中車輛反復(fù)的碾壓會(huì)對(duì)地表造成嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，是該區(qū)域產(chǎn)生水土流失的主要原因。

1.2 漁光互補(bǔ)模式

漁光互補(bǔ)是指在水產(chǎn)養(yǎng)殖集中且太陽能資源豐富的在河流、湖泊、水庫(kù)、坑塘、灘涂等水域，采用“水上發(fā)電、水下養(yǎng)殖”，實(shí)現(xiàn)漁光相互交融的創(chuàng)新模式。

漁光互補(bǔ)光伏陣列占地面積大，但占地類型主要為水域，基礎(chǔ)施工時(shí)無需放水，對(duì)地表不造成擾動(dòng)，基本不產(chǎn)生水土流失。集電線路區(qū)塔基基坑一般采用人工明挖，鐵塔安裝采用分解組塔，線路一般采用架空線路與直埋電纜相結(jié)合的方式，線路架線采用張力架線法。因此，集電線路區(qū)的擾動(dòng)區(qū)域一般比較分散，塔基和電纜溝的挖填以及鐵塔組裝架線等施工擾動(dòng)是該區(qū)域產(chǎn)生水土流失的主要原因。升壓站施工中根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平以滿足項(xiàng)目區(qū)各建構(gòu)筑物施工需求。施工過程中建筑物基礎(chǔ)施工土石方挖填量大，施工擾動(dòng)頻繁，是產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)區(qū)域。施工期是水土流失產(chǎn)生的主要時(shí)段。道路區(qū)盡量利用養(yǎng)殖區(qū)已有的道路，新修建的道路主要采用機(jī)械和人工施工相結(jié)合的方式。道路區(qū)土石方挖填和路面碾壓是該區(qū)域產(chǎn)生水土流失的主要因素。

1.3 綠光一體模式

綠光一體光伏發(fā)電模式是在太陽能資源稟賦優(yōu)的荒山荒地、廢舊礦場(chǎng)、廢棄尾礦壩等區(qū)域，架設(shè)太陽能光伏板，結(jié)合生態(tài)環(huán)境整治進(jìn)行光伏發(fā)電的模式。該模式既可以節(jié)省土地資源，又可以很好地修復(fù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“生態(tài)+光伏”有機(jī)結(jié)合。

綠光一體模式中荒山光伏發(fā)電項(xiàng)目的光伏陣列基礎(chǔ)一般采用鋼管螺旋樁基礎(chǔ)，在施工過程中土石方量較少，但為了施工方便，施工單位通常將光伏板區(qū)域的植被全部清除，加之地形起伏較大，在雨季沖刷嚴(yán)重，容易引起水土流失。廢舊礦場(chǎng)和尾礦壩光伏發(fā)電項(xiàng)目的光伏陣列主要分布在回填區(qū)，由于回填區(qū)的植被覆蓋率低、地表裸露大，在降雨集中的季節(jié)極易造成水土流失，且在回填區(qū)常存在高(陡)邊坡，降雨后在重力作用下極易造成邊坡崩塌或者滑坡，是水土流失的重點(diǎn)區(qū)域。集電線路區(qū)一般采用架空線路與直埋電纜相結(jié)合的方式，塔基基坑開挖，鐵塔組裝以及架線均會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生擾動(dòng)，造成水土流失。升壓站需根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平，然后進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)挖填，升壓站建設(shè)土石方量大，施工擾動(dòng)頻繁，是產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)區(qū)域?；纳交牡?、廢舊礦場(chǎng)、廢棄尾礦壩等區(qū)域的道路由于地形起伏大，修建道路土石方挖填量大，車輛的頻繁碾壓，加之道路修建在一定程度上破壞了區(qū)域原有的排水流路，降雨沖刷嚴(yán)重，容易造成水土流失。

1.4 農(nóng)光互補(bǔ)模式

農(nóng)光互補(bǔ)光伏發(fā)電也稱光伏農(nóng)業(yè)，是利用太陽能光伏發(fā)電與高科技大棚（包括農(nóng)業(yè)種植大棚和養(yǎng)殖大棚）有機(jī)結(jié)合，在大棚的部分或者全部向陽面鋪設(shè)光伏發(fā)電裝置，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電種植兩不誤的一種模式。

農(nóng)光互補(bǔ)光伏陣列及種植區(qū)多為耕地，光伏陣列下方為大棚，光伏板基礎(chǔ)主要為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁，土石方開挖回填量較少，水土流失的主要影響因素為基礎(chǔ)施工和光伏板組裝產(chǎn)生的地表擾動(dòng)。集電線路大部分布置在光伏陣列及種植區(qū)內(nèi)部，集電線路區(qū)塔基基坑開挖，鐵塔組裝以及架線均會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生不同程度的擾動(dòng)，造成水土流失。升壓站內(nèi)主要是基礎(chǔ)挖填以及施工擾動(dòng)產(chǎn)生的水土流失。道路區(qū)盡量?jī)?yōu)先利用田間已有道路，新建部分場(chǎng)內(nèi)道路以及對(duì)路面的碾壓是水土流失的主要影響因素。

2 水土保持措施設(shè)計(jì)

2.1 鹽光互補(bǔ)模式設(shè)計(jì)

鹽光互補(bǔ)光伏發(fā)電的光伏陣列區(qū)分布在蒸發(fā)池上，基礎(chǔ)施工在水面以下進(jìn)行，不會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生擾動(dòng)，基本不產(chǎn)生水土流失，因此本區(qū)域無需布設(shè)水土保持措施。集電線路區(qū)施工前首先要對(duì)施工范圍內(nèi)的表土進(jìn)行剝離并單獨(dú)堆放，及時(shí)采取臨時(shí)攔擋和覆蓋措施，待施工完成后回填表土，土地整治后進(jìn)行復(fù)耕或復(fù)植。植物措施一般采取撒播草籽的方式，草籽要選擇本地耐鹽堿的草種如堿蓬，以保證植物成活率。施工過程中還要注意對(duì)開挖的臨時(shí)堆土進(jìn)行采取覆蓋和攔擋措施，以防止水土流失的產(chǎn)生。升壓站開工前首先進(jìn)行表土剝離，并在站內(nèi)空曠區(qū)域單獨(dú)堆放，做好臨時(shí)覆蓋和攔擋措施。施工過程中，對(duì)臨時(shí)堆土以及綠化區(qū)域的裸露地表要及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)苫蓋，做好站內(nèi)排水措施。施工結(jié)束后，對(duì)站內(nèi)可綠化區(qū)域進(jìn)行景觀綠化，可鋪設(shè)草坪并栽植喬灌木點(diǎn)綴。由于鹽堿灘涂地土壤鹽漬化嚴(yán)重，站內(nèi)綠化需外購(gòu)種植土回填，并實(shí)施排鹽措施，綠化植物要盡量選擇耐鹽堿的種類，以保證植物成活率。此外，后期應(yīng)注意植物養(yǎng)護(hù)。道路區(qū)要注意對(duì)邊坡的攔擋和防護(hù)，可以考慮對(duì)常水位以上的道路邊坡采取生態(tài)袋內(nèi)裝填種植土進(jìn)行生態(tài)綠化，草籽選擇耐鹽堿的本土草種。

2.2 漁光互補(bǔ)模式設(shè)計(jì)

漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電的光伏陣列主要分布在水域，基礎(chǔ)施工在水面以下，對(duì)地表幾乎不造成擾動(dòng)，基本不產(chǎn)生水土流失。因此，該區(qū)域可不考慮水土保持措施。集電線路區(qū)的水土流失主要集中在塔基和電纜溝挖填以及鐵塔組裝場(chǎng)地和牽張場(chǎng)等地表擾動(dòng)區(qū)域。施工前首先進(jìn)行表土剝離，單獨(dú)集中堆放，做好表土和基礎(chǔ)開挖土石方的臨時(shí)攔擋和覆蓋措施。施工結(jié)束后進(jìn)行表土回填，土地整治后恢復(fù)植被。升壓站施工前首先根據(jù)占地類型做好表土剝離和存放。施工過程中對(duì)站內(nèi)臨時(shí)堆土以及綠化區(qū)域的裸露地表要做好臨時(shí)覆蓋，注意站內(nèi)排水措施；施工結(jié)束后進(jìn)行表土回填，土地整治后對(duì)站內(nèi)進(jìn)行景觀綠化美化。新修道路區(qū)在施工前首先進(jìn)行表土剝離，施工過程中做好臨時(shí)排水及臨時(shí)覆蓋等措施，施工結(jié)束后對(duì)道路路基及邊坡回填表土并進(jìn)行撒播種草。

2.3 綠光一體模式設(shè)計(jì)

對(duì)于分布在荒山荒坡地的光伏陣列區(qū)，施工前首先對(duì)占用的林地、草地等區(qū)域進(jìn)行表土剝離，單獨(dú)集中堆放，對(duì)臨時(shí)堆放的表土和基礎(chǔ)挖方分別做好臨時(shí)攔擋和臨時(shí)覆蓋措施。根據(jù)光伏陣列區(qū)的地形條件及排水流向在場(chǎng)地上方設(shè)置截水溝，在光伏板間沿等高線方向設(shè)置橫向排水溝，在光伏陣列單元間布設(shè)縱向排水溝，并在排水溝末端布置沉沙池，以減少水土流失。施工結(jié)束后要回填表土、撒播種草，以達(dá)到荒山治理的目的。對(duì)于分布在回填區(qū)的光伏陣列區(qū)：首先要進(jìn)行土地平整治理，既有利于光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，又可以減少因場(chǎng)地凹凸不平導(dǎo)致的沖溝及水土流失；其次要布設(shè)截排水溝、急流槽等用以疏導(dǎo)、排泄地表徑流。采礦回填區(qū)內(nèi)存在許多高（陡）邊坡，要注意進(jìn)行邊坡治理。為了減少降水對(duì)地表的沖蝕，可以再在光伏板流水邊緣的下方撒鋪碎石。施工結(jié)束后進(jìn)行土壤改良或者采取客土措施回填表土，以達(dá)到土地適宜種植的效果，之后進(jìn)行綠化或者耕作。集電線路區(qū)施工前進(jìn)行表土剝離，單獨(dú)集中堆放，并對(duì)表土和基礎(chǔ)開挖的土方分別做好臨時(shí)攔擋和臨時(shí)覆蓋措施。施工結(jié)束后回填表土，恢復(fù)植被。對(duì)于荒山荒坡地的升壓站，開工前要做好表土剝離與存放，根據(jù)永臨結(jié)合的原則，做好站內(nèi)排水，如果升壓站存在高邊坡，應(yīng)加強(qiáng)邊坡防護(hù)，建筑物完成后進(jìn)行升壓站內(nèi)景觀綠化。對(duì)于礦區(qū)回填區(qū)的升壓站，在進(jìn)行景觀綠化前要先進(jìn)行土壤改良或客土回填表土，做好站內(nèi)排水。綠光一體模式新修道路較多，要根據(jù)地形和排水條件，布設(shè)路邊排水溝，在道路排水溝的盡頭布設(shè)沉沙池，在道路邊坡和兩側(cè)撒播種草，對(duì)施工過程中的裸露地表以及邊坡做好臨時(shí)攔擋和覆蓋。

2.4 農(nóng)光互補(bǔ)模式設(shè)計(jì)

農(nóng)光互補(bǔ)光伏陣列區(qū)占地多為耕地，施工前要先剝離表土，并采取臨時(shí)攔擋和臨時(shí)覆蓋等防護(hù)措施。在光伏陣列周邊布設(shè)排水溝和沉沙池，施工結(jié)束后回填表土，復(fù)耕，因?yàn)檎加玫母?，所以不需要布設(shè)植物措施。集電線路區(qū)施工前首先對(duì)占用的耕地、林地、園地、草地等區(qū)域進(jìn)行表土剝離，施工中要做好對(duì)堆土的臨時(shí)攔擋和臨時(shí)覆蓋，施工結(jié)束后回填表土，土地整治后恢復(fù)植被。升壓站施工前做好表土剝離和存放，施工中根據(jù)永臨結(jié)合的原則布設(shè)站內(nèi)排水，建筑物建完后在綠化區(qū)域回填表土，土地整治后進(jìn)行綠化美化。農(nóng)光互補(bǔ)模式的道路首先考慮利用田間已有道路，新修道路首先要?jiǎng)冸x表土并做好臨時(shí)防護(hù)，道路一側(cè)布設(shè)排水溝，施工中對(duì)路面和邊坡采取臨時(shí)覆蓋措施，施工完成后回填表土，做好道路兩側(cè)和邊坡的綠化。

3 結(jié)語

不同類型光伏發(fā)電項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)不同，水土流失的重點(diǎn)區(qū)域也不盡相同。布設(shè)水土保持措施時(shí)要做到因地制宜，構(gòu)建工程措施、植物措施和臨時(shí)措施相結(jié)合的綜合防護(hù)體系。